一种碱性全铁液流电池及其正负极电解液的制备方法技术

技术编号:42020510 阅读:25 留言:0更新日期:2024-07-16 23:12
本发明专利技术涉及液流电池技术领域,具体地说是提供了一种碱性全铁液流电池及其正负极电解液的制备方法。在负极侧,通过采用三乙醇铵作为主配体,联合以丙二酸等为代表的多羟基酸的多相配体,与铁离子形成稳定的六配体络合物。再利用配得的负极电解液,测量出其与正极电解液的渗透压差,利用Van’t Hoff公式,向正极电解液中添加一定的可溶性盐制得正负极等渗的正极电解液。本发明专利技术中负极多相配体的少量添加,充分保证了络合物结构的稳定性,抑制铁离子的解离沉淀,提高负极侧电解液稳定性。而正负极等渗电解液的制备可有效抑制电池运行过程中的体积迁移。采用本发明专利技术制备的电解液性质稳定,利用率高,电池性能优良,具有超高的容量保持率和循环寿命。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及液流电池,具体地说是一种碱性全铁液流电池及其正负极电解液的制备方法


技术介绍

1、随着气候治理的迫切性加大,储能技术正成为推动全球能源系统实现低碳转型的重要引擎。液流电池因其采用水作为主要支撑物质,将电解液分别储存在外部储罐中的独特结构,安全性更高,可通过调整电堆或电解液容量实现发电功率和储能容量的放大,是长时储能的首选技术之一。然而目前商业化最高的全钒液流电池,近年来集中在电解液和电堆材料的高昂的建设成本严重制约了其进一步发展。

2、碱性全铁液流电池正负极都采用铁作为活性物质,可有效降低成本,更具发展前景。其负极电解液一般都采用铁离子的络合物作为活性物质,其中三乙醇胺(tea)可与铁在碱性条件下形成高溶解,且具有良好电化学活性的络合物。这为实现高性能,低成本的铁系液流电池提供了可能。然而,三乙醇胺其四齿的螯合特性无法与铁形成稳定的六配位络合物,易导致络合物易解离,形成沉淀,电池容量衰减迅速。而除三乙醇胺外,使用其他大分子络合剂则会显著降低铁络合物电化学活性和电解液电导率,电池性能难以得到保障。而负极侧快速的容量衰减,也限制了正本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种碱性全铁液流电池,其特征在于,包括正负极电解液、隔膜、电极、循环泵以及管路,其中:正极电解液为铁氰化物、强碱以及可溶性盐的混合水溶液,负极电解液为铁盐化合物、三乙醇胺、多相配体以及强碱的混合水溶液,多相配体为多羟基酸化合物及其盐中的一种或两种以上。

2.根据权利要求1所述的碱性全铁液流电池,其特征在于,根据羟基连接在羧酸的碳原子上的位置,多羟基酸分为以下三种:(1)α-羟基酸,(2)β-羟基酸,(3)γ-羟基酸,其结构通式分别为:

3.根据权利要求1所述的碱性全铁液流电池,其特征在于,优选的,多羟基酸为柠檬酸、苹果酸、丙二酸、甘氨酸及其盐中的一种或两种以上...

【技术特征摘要】

1.一种碱性全铁液流电池,其特征在于,包括正负极电解液、隔膜、电极、循环泵以及管路,其中:正极电解液为铁氰化物、强碱以及可溶性盐的混合水溶液,负极电解液为铁盐化合物、三乙醇胺、多相配体以及强碱的混合水溶液,多相配体为多羟基酸化合物及其盐中的一种或两种以上。

2.根据权利要求1所述的碱性全铁液流电池,其特征在于,根据羟基连接在羧酸的碳原子上的位置,多羟基酸分为以下三种:(1)α-羟基酸,(2)β-羟基酸,(3)γ-羟基酸,其结构通式分别为:

3.根据权利要求1所述的碱性全铁液流电池,其特征在于,优选的,多羟基酸为柠檬酸、苹果酸、丙二酸、甘氨酸及其盐中的一种或两种以上,柠檬酸、苹果酸、丙二酸、甘氨酸的结构式分别如下:

4.根据权利要求1所述的碱性全铁液流电池,其特征在于,正极电解液中,铁氰化物的摩尔浓度为0.01~1.2mol l-1,强碱浓度为2~4mol l-1,可溶性盐浓度根据计算得出。

5.根据权利要求4所述的碱性全铁液流电池,其特征在于,优选的,铁氰化物...

【专利技术属性】
技术研发人员:唐奡宋袁芳李瑛
申请(专利权)人:中国科学院金属研究所
类型:发明
国别省市:

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